平山供水(兴城河段)应急抢险工程地质条件评价

李 明

(葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000)

平山供水(兴城河段)应急抢险工程地质条件评价

李 明

(葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁 葫芦岛 125000)

目前平山水源工程穿越兴城河段管道整体埋深偏小，不能满足抗浮和抗冻要求，且此段过河管道已多处存在伤患，历年来采取的临时防护工程未能彻底解决过河管道的供水安全。考虑地方交通部门在管线穿河位置规划修建交通桥将加剧该处河床的冲刷，进一步影响过河管道的供水安全，鉴于平山水源工程在葫芦岛市供水工程中的重要性和平山水源的供水安全，对兴城河段过河管线进行应急加固处理是非常必要的。为此，文章对该段河道的工程地质条件进行了详细地分析和评价。通过分析与评价，可以得出该段河道的建筑场地为可进行建设一般场地，适宜作为管道的地基。

河道；工程地质；城市供水；设施保护；应急抢险

1 工程概况

1.1 平山水源工程概况

葫芦岛市平山水源工程于1998年开工，历经1年半的时间，于2000年末竣工，工程等别为Ⅲ等。葫芦岛市平山水源工程是解决葫芦岛市城市居民生活用水和工业用水的需要，工程供水规模为10×104m3/d，输水管线总长度为68.64km[1]。葫芦岛市目前有3个主要生活及工业用水水源：①锦西乌金塘水源，供水规模为7×104m3/d；②葫芦岛市平山水源工程，供水规模为10×104m3/d；③青山水库供水工程，供水规模20×104m3/d。

1.2 管道穿越兴城河段概况

平山供水管线穿越兴城河段(青山供水工程为边头子北河)管道为DN1.0m玻璃钢管，单节管长12m，承插接口，穿河段管道长约250m，与水流方向夹角约45°，管道敷设在混凝土盖板涵内，管顶距盖板底面0.15m，盖板厚0.4m，目前盖板顶无覆土。因受下游河道采砂影响，2016年7月末辽宁地区普降暴雨，葫芦岛地区降雨量达200mm，兴城河流量已超1000m3/s，兴城河左岸段管道覆土完全流失，管道裸露段长约40m，该段管道为180度混凝土包角基础。比对平山水源工程过河段地形图(2016年9月实测)和青山水库供水工程(2010年实测)过河段地形图，兴城河过河段近年河床累计下切约2.2m，咨询产权管理单位平山水源工程建成至今河床下切约3m。目前平山水源工程穿越兴城河段管道整体埋深偏小，抗浮和抗冻存在安全隐患。平山水源产权管理单位反映，供水管线运营以来，兴城河段过河管线未发生停供工况，但近期检修过河管线时，发现管道在过水路面下的部分管段因出露部分埋深不满足抗浮要求，过水路面压覆段临近主河床侧的玻璃钢管出现弯折和裂缝，经抢修后恢复供水[2]。鉴于平山水源工程在葫芦岛市供水工程中的重要性和平山水源的供水安全，产权管理单位提出对兴城河段过河管线进行应急抢险处理。平山供水线路兴城河段桩号46+500处于2016年雨季被河水冲毁，经过临时抢修处理，供水已恢复正常。但原管道基础已被破坏，现场需要不定时进行防护处理。为排除工程长期的安全隐患，应产权管理单位要求，对该段进行应急改线。改线段总长约444m，位于现管线上游15m，与现管线平行[3]。

2 工程地质条件分析

2.1 基本地质条件

2.1.1 地形地貌

本应急抢险部位位于兴城市红崖子满族乡二道边村南附近的兴城河上，为管道穿越河流段，管线与河谷呈30°交角。穿越河流由西北流向东南，呈U形。河床宽约120m。勘察期间地下水水位高程29.5m左右，河水水深0.5m左右，最大水深1.0m。该段地貌类型为河谷。穿越部位河流两岸地面高程为32.0m左右；河床一般高程为28.5-29.5m，现由于原有管道防护施工，河床地表形态参差不一[4]。

2.1.2 地层岩性

本改线段覆盖层为新生界第四系全新统(Q4)冲洪积3.5-7.0m厚砂卵砾石层，下部基岩为侏罗系义县组流纹岩。河流两岸上覆0.5m左右耕植土，下部以稍密-中密状砾砂层为主，局部为砾砂与圆砾互层；河床部位覆盖层主要以稍密-中密状圆砾层为主。各地层岩性现自上而下分述如下：

1)层耕植土：黄褐色，以砂性土为主，含植物根系[5]。

2)层砾砂：黄褐色；稍湿-饱和；松散-中密状态；颗粒较均匀，夹有少量卵石；级配不良；平均层厚5.0m。

3)层圆砾：黄褐色；稍湿-饱和；稍密-中密状态；砾石呈圆-亚圆形，含有少量卵石、漂石，层间充填少量砾砂；级配不良，平均层厚4.0m。

4)层全风化流纹岩：杂色；呈砂土状，部分为残积土，平均层厚2.0m。

5)层强风化流纹岩：以紫褐色为主；呈碎块状，层厚1.0-5.0m。

6)层弱风化流纹岩：暗灰色；呈柱状；斑状结构；气孔构造；斑晶主要为石英和透闪石[6]。

2.1.3 场区各(岩)土层工程特性

场地区内主要土层颗分良好，各(岩)土层承载力建议值统计见表1，管道开挖临时边坡坡比建议值见表1。

2.2 分段工程地质条件评价

本改线段开挖涉及的覆盖层主要为砾砂、圆砾层，下部为全-强风化岩，局部为弱风化岩。在有效降水条件下各岩性开挖坡比建议值详见表2。根据设计管底高程计算，管基穿越的地层主要为全-强风化岩层，改线段两端阶地段为砾砂层、圆砾层。圆砾、砾砂及全-强风化岩地基承载力均较高，适宜做为管基地基[7]。各岩土层地基承载力建议值参见表1。根据管道穿越地形地貌、地下水埋藏情况、开挖岩性等地质条件将本线路共划分为3个地质段如下：

1)浅埋砂砾石段(1)：桩号0+000-0+060，段长60m。地面高程在32.0-33.0m之间。地貌单元为堆积阶地。开挖岩性主要为2.0m厚松散-稍密状砾砂。地下水在管基附近，建议采用明排降水。管基岩性主要为稍密状砾砂[8]。

2)深埋基岩段：桩号0+060-0+385，段长325m。地面高程在27.5-34.0m之间。地貌单元为河床。开挖岩性主要为4.0m左右厚稍密-中密状圆砾、稍密状砾砂；1.5-2.0m左右厚全风化岩；1.0-2.0m厚强风化岩；局部弱风化岩。地下水在管基之上，建议采用截渗措施结合明排进行地下水控制[9]。管基岩性主要为强风化岩，局部为全风化岩和弱风化岩[10]。全风化为极软岩，饱和单轴抗压强度建议值<5MPa；强风化为软岩-较软岩，饱和单轴抗压强度建议值10-20MPa。

3)浅埋砂砾石段(2)：桩号0+385-0+444，段长59m。地面高程为31.5m左右。地貌单元为堆积阶地。开挖岩性主要为2.0m厚中密状砾砂。地下水在管基附近，建议采用明排降水。管基岩性主要为中密状砾砂[11]。

表1 各(岩)土层地基承载力建议值

注：N63.5为修正后重型圆锥动力触探试验击数；N为修正后标准贯入试验击数。

表2 管道开挖临时边坡坡比建议值

注：上述各类地层建议边坡均为地下水位之上或有效降水至管基0.5m以下；所列建议系按开挖深度4.5m考虑。

3 结论与建议

1)本工程线路穿越地貌为河谷地貌。沿线管基穿越的地层为砂砾石及风化基岩，地基承载力均较高，适宜做为管道地基。

2)本工程线路桩号0+060-0+385河床段地下水在管基以上，覆盖层以圆砾层为主，为强透水层，建议采用截渗措施结合明排进行地下水控制；桩号0+000-0+060、0+385-0+444段地下水在管基附近，覆盖层岩性为砾砂、圆砾层，为强透水层，建议采取明排降水。覆盖层砾砂、圆砾的综合渗透系数建议按60-80m/d考虑。

3)建议根据开挖岩性并考虑地下水和动、静荷载的影响程度，选择合适的开挖坡比。

4)工程区沿线环境水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

5)本工程区内标准冻深1.0m。

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TV221.2

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1007-7596(2017)09-0088-02

文章编号：1007-7596(2017)09-0075-03

2017-08-24

李明(1987-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，助理工程师，研究方向为水土保持、水利水电工程、机电工程等。